摘要：沉积地层普遍具有VTI(具有垂直对称轴的横向各向同性)特征,然而在水平地应力的影响下,沉积地层中的裂缝往往会产生各向异性闭合,进而导致水平地应力作用下VTI介质呈现出明显的正交各向异性特征,并影响地震波的传播特征.已有研究重点关注各向同性背景介质在应力作用下引起的弹性波速度各向异性,而未考虑VTI背景介质对于水平地应力诱导各向异性和地震波传播响应特征的影响.针对上述问题,本文首先通过非线性声弹理论建立了水平地应力作用下VTI介质的有效弹性刚度张量,再分别通过波动方程和散射理论建立了水平地应力作用下VTI介质的精确与线性化近似的地震纵波反射系数方程,最后对比分析不同类型弹性反射界面处水平地应力诱导的正交各向异性地震响应特征.结果表明,线性化近似的地震反射响应特征在低于10MPa的小应力条件下与精确方程拟合良好,且诱导产生的方位相关正交各向异性能够准确表征VTI介质在水平地应力作用下的地震响应特征.本文的研究结果也为地应力的地震预测提供了一种新的理论方法和思路.

摘要：水平地应力是井壁稳定分析和水力压裂改造的关键基础参数,但深部地层地质环境复杂且隐蔽,使得水平地应力的准确快速预测难度较大。考虑到传统测井解释和神经网络模型难以描述测井数据与地应力之间的空间相关性,提出采用一种基于双向长短期记忆神经网络(BiLSTM)的水平地应力预测方法;以四川盆地CL气田两口直井为例,将两口直井分别作为训练井和测试井,通过训练井建立测井参数与地应力之间的非线性映射关系,实现对测试井水平地应力的预测;结合测井参数相关性和实际地质含义,分析了不同测井参数组合模式下水平地应力的预测效果。研究结果表明:(1)对比测井解释和岩心差应变测试结果发现,垂向地应力测井解释误差为0.39%,最大水平地应力测井解释误差为0.18%~0.64%,最小水平地应力测井解释误差为0.29%,说明测井解释与实际地应力吻合较好;(2)工区地应力大小排序为垂向地应力>最大水平地应力>最小水平地应力,属于潜在正断层应力状态;(3)水平地应力与垂深、密度和自然伽马呈较强的正相关关系,与纵波时差、井径、补偿中子和横波时差呈负相关关系;(4)不同的测井参数组合对水平地应力的预测效果不同,其中最优的测井参数组合为垂深、井径、密度、补偿中子、自然伽马、纵波时差;(5)通过正交设计实验,确定了最优超参数取值方案,其预测得到的最大和最小水平地应力平均绝对百分比误差分别为0.48‰和0.50‰。结论认为,BiLSTM模型能够有效捕捉测井参数随深度的变化趋势和测井参数的前后关联信息,可以实现水平地应力的精准预测。

摘要：1.目的地应力是页岩气勘探开发研究中涉及的一项重要参数。原岩地应力测量方法目前主要包括应力解除法和水压致裂法两种。其中前者测试深度相对较浅,需要足够的地下空间容纳空心包体应力计设备;后者虽不受测试深度的限制,但求取最大水平应力时则需要给出抗张强度、破裂压力等参数,不确定度较大。为了给页岩气井位部署、压裂设计及套管变形风险预测等提供更可靠的基础数据,笔者采用井底应力解除结合数字图像相关法来测量水平应力的大小和方向,以期提高测量的精确度和快捷度,并且为岩心实验结果提供实测数据,以便于其修正或印证。

摘要：低孔低渗地层常具有TIV各向异性特征,准确计算水平地应力对该类储层的射孔和压裂设计至关重要。为了更加准确地计算TIV地层的水平地应力,针对该类地层的低压特征,优选Bowers法求取地层孔隙压力,然后利用阵列声波测井资料求取TIV地层的岩石力学参数(垂直与水平方向上的杨氏弹性模量和泊松比);同时考虑层理面产状对水平地应力的影响,改进了传统的Sn模型,建立了TIV地层水平地应力新计算模型。用新模型计算了鄂尔多斯盆地合水地区长6、长7和长8段TIV地层的水平地应力,计算结果与实测最大、最小水平地应力的最大相对误差分别为8.70%和7.86%,低于Sn模型的相对误差。研究结果表明,新模型计算的水平地应力更符合实际地应力纵横向分布的变化规律,可为致密油储层的水力压裂设计提供更可靠的参考依据。

摘要：以地球物理学基本理论为指导 ,根据地球重力场的特点 ,探讨了露天矿边坡侧压力及水平地应力的产生原因 ,指出地应力产生主要在于重力 (即地心引力 ) ,重力不仅可以产生竖向地应力 ,而且还可产生水平地应力。给出了重力所致水平地应力的表达式 ,提出了露天矿边坡侧压力及水平地应力计算的一种新方法 ,找出了露天矿边坡水平地应力的竖向分布规律。

摘要：探讨了露天矿边坡侧压力及应力的来源,指出了地应力产生的主要原因在于重力。重力作用既产生竖向地应力,和水平地应力。给出了重力所致水平地应力的科学表达方式。提出了露天矿边坡侧压力及水平地应力计算的新方法,找出了露天矿边坡水平地应力的竖向分布规律。

摘要：为了使岩石隧洞拱部稳定,喷锚支护被广泛用于地下隧洞的支撑设计中。正确的喷锚支护设计应该基于对喷锚支护加固的特性和洞顶岩石拱结构的机理两方面都有一个清楚的认识。为此,以三峡工程地下厂房拱顶设计为例,研究洞顶岩石拱结构形成及加固机理。

摘要：以地球物理学基本理论为指导,根据地球重力场的特点,探讨了基坑工程坑壁侧压力及应力来源(即水平地应力),指出地应力产生的主要原因在于重力(即地心引力)。重力不仅可以产生竖向地应力,而且还可产生水平地应力。文章给出了重力所致水平地应力的表达方式,并提出了基坑工程坑壁侧压力及水平应力计算的一种新方法,找出了基坑工程坑壁水平应力的竖向分布规律与实际情况基本吻合。

摘要：提出了基于水平地应力的锚杆支护新理论“刚性”梁理论 ,指出锚杆预拉力是将水平应力的负面影响转化为积极作用的关键。实践证明 ,采用“刚性”梁理论进行锚杆支护设计可以加大锚杆间排距 ,降低巷道支护成本 。

摘要：西南地区YD隧道长约7 850 m,设计时速200 km,系双块式无砟轨道;建成通车后,K108＋ 600～K109＋ 350等区段底部结构出现不同程度的隆起,引起无砟轨道板开裂、破坏,致使轨道几何尺寸处于不稳定状态,影响列车正常运营.该隧道病害段穿越地层为薄至中厚中风化泥岩、砂岩缓倾互层围岩体,地应力测试表明该段存在与隧道轴线近似垂直的水平高地应力。通过采用现场调查测试、理论分析和数值计算等手段,分析总结认为该隧道底部结构隆起的主要成因是：1）以水平构造应力为主导的极高地应力作用于隧底下伏薄至中厚缓倾互层围岩体;2）仰拱参数不满足工程所处的地质环境.在锚索加固治理方案实施后,YD隧道的底部结构隆起依然没有稳定,在分析其原因、经验、教训的基础上提出治理及今后遇到类似工程的方向性建议：1）在缓倾互层围岩体环境中且埋深50～300 m的隧道工程中,应特别重视底部结构的针对性设计,恰当选择仰拱的矢跨比和刚度;2）锚索必然的松动、滑移特征决定了其不能作为隧底结构隆起病害整治的单独和主要技术手段,以低预应力锚杆锚固、至少是“刚柔相济”的方式应被重视.